[发明专利]合成孔径雷达成像方法及系统

说明书

本发明提供了一种合成孔径雷达成像方法及系统，包括以下步骤：步骤S1：确定雷达的高度H、速度v、距离调频率K_r以及发射的捷变PRF波形，求解地面散射点的瞬时斜距；步骤S2：根据求解的瞬时斜距及发射的捷变脉冲重复频率信号建立雷达的回波信号模型；步骤S3：对雷达信号进行距离脉冲压缩；步骤S4：对距离脉冲压缩后的信号进行广义尺度变换操作，将非均匀信号恢复成均匀采样网格信号；步骤S5：对恢复后的信号进行距离徙动校正及方位压缩，获得成像结果。本发明考虑了距离包络徙动的影响，能够精确的对非均匀采样信号恢复及SAR成像，本方法的输出具有较高的信噪比。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达成像领域，具体地，涉及合成孔径雷达成像方法及系统，尤其是一种基于广义尺度变换的捷变脉冲重复频率模式下合成孔径雷达成像方法及系统。

背景技术

传统雷达成像系统的脉冲重复间隔视固定的，导致了固定的距离盲区，造成观测区域的不连续性。捷变脉冲重复频率采样技术可有效的打乱固定距离盲区，是一种解决固定距离盲区的有效手段。但变化的脉冲重复间隔导致了非均匀的采样信号，若直接进行雷达成像处理会存在多普勒模糊现象，使得雷达成像质量下降。因此，对捷变脉冲重复频率采样的雷达数据进行传统的雷达成像处理前，需要进行数据恢复处理。

在公开号为CN112834992A的中国发明专利申请文件中，公开了一种脉冲多普勒雷达的信号处理方法、装置及存储介质，该方法包括循环发射一个脉组，脉组包括多个不同频率编码的发射脉冲；接收响应脉组返回的回波信号；使用匹配滤波器组对回波信号进行依次匹配滤波，进行不同距离模糊区域的分离；利用Keystone变换方法对每个距离模糊区域进行距离走动的校正；遍历预设范围内的多普勒模糊数进行多普勒模糊数补偿；根据多普勒模糊数补偿后的相参积累结果的峰值大小，确定对应的多普勒模糊数，完成多普勒解模糊。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种合成孔径雷达成像方法及系统。

根据本发明提供的一种合成孔径雷达成像方法，包括以下步骤：

步骤S1：确定雷达的高度H、速度v、距离调频率K_r以及发射的捷变PRF波形，求解地面散射点的瞬时斜距；

步骤S2：根据求解的瞬时斜距及发射的捷变脉冲重复频率信号建立雷达的回波信号模型；

步骤S3：对雷达信号进行距离脉冲压缩；

步骤S4：对距离脉冲压缩后的信号进行广义尺度变换操作，将非均匀信号恢复成均匀采样网格信号；

步骤S5：对恢复后的信号利用距离徙动校正函数进行距离徙动校正，利用RD算法进行方位压缩，获得成像结果。

优选的，所述步骤S1中的瞬时斜距表达式具体为：

式中，v、H、θ₀分别表示雷达速度、雷达高度、波束中心下视角、波束中心方位角，表示目标离航线的最近斜距，t_m表示非均匀的方位慢时间，是均匀时间基与偏移量的组合，即：

t_m＝τ_m+γ_m=mPRI_mean+γ'_mPRI_mean

其中，m=1,2,…,M；m表示均匀时间基，M为方位脉冲数，0≤γ′_m＜1表示第m个脉冲的偏移量的基，τ_m表示均匀采样的第m个脉冲的方位慢时间，γ_m表示第m个脉冲的随机偏移时间，PRI_mean表示平均的脉冲重复间隔。

优选的，所述步骤S2中雷达的回波信号模型具体为：